Sisu
Šoti füüsiku David Brewsteri järgi nimetatud Brewsteri nurk on oluline nurk valguse murdumise uurimisel. Kui valgus lööb pinnale, näiteks veekogumile, peegeldab osa valgust pinnalt maha, osa aga tungib sellesse. Valgustus, mis tungib, ei pruugi siiski jätkuda sirgjooneliselt; murdumisnähuna tuntud nähtus muudab valguse liikumisnurka. Seda näete ise, kui vaatate klaasi vees põhku; see osa õlge, mis on nähtav vee kohal, ei tundu olevat täielikult ühendatud veega nähtavasse kohta. See on tingitud asjaolust, et valguse nurk muutus refraktsiooni tõttu, muutes seda, kuidas teie silmad tõlgendavad seda, mida nad näevad.
Teatud nurga all on valguse murdumine viidud miinimumini; see on Brewsteri nurk. Kuigi mõningane murdumine ikkagi toimub, on see väiksem kui see, mida te näeksite teise nurga alt. Täpne nurk sõltub osaliselt sellest, millisesse ainesse valgus siseneb, kuna erinevad ained põhjustavad erinevat refraktsiooni, kuna valgus läbib neid. Õnneks on Brewsteri nurka võimalik arvutada peaaegu kõigi ainete puhul, rakendades lihtsalt trigonomeetriat.
Polarisatsiooninurk
Brewsteri nurk näitab optimaalset polarisatsiooni taset, mis võib esineda murdumismaterjali sees. See tähendab, et selle konkreetse nurga all materjali sisenev valgus ei hajuta mitmes suunas (see põhjustabki refraktsiooni.) Selle asemel liigub valgus edasi mööda ühte rada minimaalse hajumisega. Seda efekti näete polariseeritud päikeseprillide kandmisel; läätsedel on kate, mis on mõeldud hajumise vähendamiseks ja polariseeritud efekti loomiseks, lastes teil näha läbi veepinna peegelduse ja teistes kohtades, kus valguse hajumine raskendab nähtavust.
Kuna Brewsteri nurk on antud materjali jaoks optimaalne polarisatsiooninurk, näete seda mõnikord ka materjali "polarisatsiooninurgana". Mõlemad mõisted tähendavad siiski põhimõtteliselt sama asja, nii et ärge muretsege, kui näete, et üks allikas viitab ühele terminile ja teine allikas kasutab teist.
Õlletootjate valem
Brewsteri nurga arvutamiseks peate kasutama trigonomeetrilist valemit, mida tuntakse kui Brewsteri valemit. Valem ise tuletatakse, kasutades matemaatilist reeglit, mida nimetatakse Snelli seaduseks, kuid te ei pea teadma, kuidas valem ise selle kasutamiseks konstrueerida. Kasutades θB Brewsteri nurga tähistamiseks on Brewstersi valemi võrrand järgmine: θB = arktan (n2/n1). Siin on jaotus, mida see tähendab.
Meie valemis θB tähistab nurka, mida prooviti arvutada (Brewsteri nurk). "Arctan", mida te näete, on arctangent, mis on puutuja pöördfunktsioon; juhul kui y = päevitunud (x), arktangent oleks x = arktan (y). Sealt edasi oleme n1 ja n2. Need mõlemad tähistavad nende materjalide murdumisnäitajat, millest valgus läbi kulgeb n1 on algmaterjal (näiteks õhk) ja n2 on teine materjal, mis üritab valgust (näiteks vett) peegeldada või hajutada. Peate arvutuse tegemiseks otsima murdumisnäitajaid (vt ressursse).
Kui olete oma materjalide indeksid üles otsinud, peate lihtsalt numbrid ühendama ja arvutama oma arktantindi. Ärge unustage seda n2 läheb teie fraktsiooni peale! Kasutades näitena õhku ja vett, näete, et õhu murdumisnäitaja on umbes 1,00 ja vee (umbes toatemperatuuril) murdumisnäitaja on 1,33, kusjuures mõlemad on ümardatud kahe kümnendkohani. Pannes need valemisse, saate θB = arktan (1,33 / 1,00) või θB = arktan (1,33). Saate selle arvutada päevituse abil teadusliku kalkulaatori abil-1 funktsioon, kui teil pole spetsiaalset arctan nuppu; see annab meile θB = 0,9261 (ümardatud nelja kohta) või nurk 92,61 kraadi.